CN108489997A - 一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置 - Google Patents

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王磊
陈志达
叶聪
姜磊
张家锐
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Abstract

一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置，包括间隔平行设置的导轨装置，所述导轨装置成“├”结构，两个“├”结构相对安装，并在两个导轨装置之间安装水密耐压舱，所述水密耐压舱的顶部有脐带缆，所述水密耐压舱的前端通过支架安装有摄像机和LED灯；单个导轨装置的外侧前后端分别安装有前滚轮和后滚轮，单个导轨装置的外侧壁中部通过支撑板安装有外吸盘装置，所述水密耐压舱的底部通过安装板安装有内吸盘装置，所述安装板位于导轨装置上，可沿着导轨装置滑动。通过专用的水下吸盘进行固定检测，及可移步式操作，进行垂直面内移动，从而达到大范围巡检的能力。其相较传统ROV具有更可靠的固定能力，同时移动方便，非常适合水下结构物垂直面检测。

Description

一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置
技术领域
本发明涉及水利水电行业水下检测装置技术领域，尤其是一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置。
背景技术
我国大坝数量众多，最高坝体高300米，大坝安全是重大公共安全课题，面对工程老化和极端事件的不利影响，大坝出险甚至溃坝事故仍偶有发生。深度较浅(小于60米)的坝体检测一般以潜水员为主，较深的坝体一般遥控潜水器(ROV)可作为一种有效的手段。对于重力坝这种特殊坝型(垂直度较高)的坝体检测，需要ROV具有较好的固定能力，然而传统ROV以自航式居多，由于受到水流及控制精度影响，难以保持固定位置不动，对检测工作带来了非常不利的影响。本发明针对重力坝特殊坝型，提供了一种适合深水重力坝检测的移步式水下装置，其可通过特殊的吸盘固定在坝体进行检测，同时通过移步式吸盘可以灵活的移动装置，具有固定可靠性高，移动灵活等特点，作业深度可达300米，为深水重力坝提供了一种有效的检测手段。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的重力坝这种特殊坝型(垂直度较高)的坝体检测的难点和缺点，提供一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置，从而其可通过特殊的吸盘固定在坝体进行检测，同时通过移步式吸盘可以灵活的移动装置，具有固定可靠性高，移动灵活等特点，作业深度可达300米，为深水重力坝提供了一种有效的检测手段。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置，包括间隔平行设置的导轨装置，所述导轨装置成“├”结构，两个“├”结构相对安装，并在两个导轨装置之间安装水密耐压舱，所述水密耐压舱的顶部有脐带缆，所述水密耐压舱的前端通过支架安装有摄像机和LED灯；单个导轨装置的外侧前后端分别安装有前滚轮和后滚轮，单个导轨装置的外侧壁中部通过支撑板安装有外吸盘装置，所述水密耐压舱的底部通过安装板安装有内吸盘装置，所述安装板位于导轨装置上，可沿着导轨装置滑动。
其进一步技术方案在于：
所述外吸盘装置与内吸盘装置的结构形式相同，其具体结构为：包括水下电机，所述水下电机的输出端安装旋转轴，所述旋转轴的头部安装涡轮，所述旋转轴上还安装有固定圆盘，所述固定圆盘成敞开式结构。
所述外吸盘装置的整体尺寸小于内吸盘装置的整体尺寸。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过专用的水下吸盘进行固定检测，及可移步式操作，进行垂直面内移动，从而达到大范围巡检的能力。其相较传统ROV具有更可靠的固定能力，同时移动方便，非常适合水下结构物垂直面检测。
同时还具备如下优点：
一、本发明最大工作深度300米，适用于所有深度的重力坝检测；
二、本发明采用移步式移动方式，移动灵活方便，可有效减少流速及控制精度对装置机动性的影响；
三、本发明通过搭配不同吸力的吸盘，可模块化搭载不同的检测工具；
四、本发明通过脐带缆与水面控制系统进行通信，可将水下检测画面实时传输至水面控制系统，供水面操作人员进行决策。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的仰视图。
图3为本发明移步工作原理图(实施例一)。
图4为本发明移步工作原理图(实施例二)。
图5为本发明吸盘装置的结构示意图。
其中：1、前滚轮；2、导轨装置；3、水密耐压舱；4、内吸盘装置；5、外吸盘装置；6、后滚轮；7、LED灯；8、摄像机；9、脐带缆；10、水下电机；11、涡轮；12、旋转轴；13、固定圆盘；14、支架；15、安装板。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本实施例的用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置，包括间隔平行设置的导轨装置2，导轨装置2成“├”结构，两个“├”结构相对安装，并在两个导轨装置2之间安装水密耐压舱3，水密耐压舱3的顶部有脐带缆9，水密耐压舱3的前端通过支架14安装有摄像机8和LED灯7；单个导轨装置2的外侧前后端分别安装有前滚轮1和后滚轮6，单个导轨装置2的外侧壁中部通过支撑板安装有外吸盘装置5，水密耐压舱3的底部通过安装板15安装有内吸盘装置4，安装板15位于导轨装置2上，可沿着导轨装置2滑动。
如图5所示，外吸盘装置5与内吸盘装置4的结构形式相同，其具体结构为：包括水下电机10，水下电机10的输出端安装旋转轴12，旋转轴12的头部安装涡轮11，旋转轴12上还安装有固定圆盘13，固定圆盘13成敞开式结构。
外吸盘装置5的整体尺寸小于内吸盘装置4的整体尺寸。
本发明的具体结构为：包括前滚轮1和后滚轮6，前滚轮1和后滚轮6安装在移步式水下装置的下方，作为滚轮滚动一种移步前进形式；包括内吸盘装置4，内吸盘装置4安装在移步式水下装置中下处，工作时可固定在坝体上；包括外吸盘装置5，两个外吸盘装置5对称安装，安装在移步式水下装置外部；包括导轨装置2，导轨装置2与内吸盘装置4两者间可以作直线运动；包括LED灯7，LED灯7可以为维护检测时提供照明；包括摄像机8，摄像机8可将水下检测画面实时采集；包括脐带缆9，通过脐带缆9与水面控制系统进行通信，可将水下检测画面实时传输至水面控制系统，供水面操作人员进行决策；包括水密耐压舱3，水密耐压舱3安装在移步式水下装置中间。
导轨装置2、水密耐压舱3、外吸盘装置5、LED灯7、摄像机8、脐带缆9固接为一体。
本发明的工作原理如下：
吸盘工作原理：如图5所示。水密耐压舱3内控制信号开启水下电机10，通过旋转轴12从而带动涡轮11在水中高速转动，从而在固定圆盘13与大坝外立面之间产生一片低压区，在水压的作用下产生足够的推力使得水下装置稳定悬浮在大坝外立面，实现水下装置的水下固定，从而进一步开展水下作业维护和检测任务。
移步式维护检测工作原理：ROV移步式工作原理如图3和图4所示。图3中当内吸盘装置4工作，外吸盘装置5不工作时，工作时的内吸盘装置4能够稳定固定在大坝外立面，不工作时的外吸盘装置5不会产生任何作用力；当水密耐压舱3内通过电信号驱动前滚轮1和后滚轮6向前移动，由于导轨装置2、水密耐压舱3、外吸盘装置5、LED灯7、摄像机8、脐带缆9固接为一体一起同时移动，所以导轨装置2沿着内吸盘装置4向前作直线运动，如图3中从位置A处移动到B处，再移动到C处。
图4中当内吸盘装置4不工作，外吸盘装置5工作时，工作时的外吸盘装置5能够固定在大坝外立面，不工作时的内吸盘装置4不会产生任何作用力；当水密耐压舱3内通过电信号驱动内吸盘装置4向前移动，由于导轨装置2、水密耐压舱3、外吸盘装置5、LED灯7、摄像机8、脐带缆9固接为一体一起保持不动，所以内吸盘装置4沿着导轨装置2向前作直线运动，如图4中从位置E处移动到F处，再移动到G处。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (3)

1.一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置，其特征在于：包括间隔平行设置的导轨装置(2)，所述导轨装置(2)成“├”结构，两个“├”结构相对安装，并在两个导轨装置(2)之间安装水密耐压舱(3)，所述水密耐压舱(3)的顶部有脐带缆(9)，所述水密耐压舱(3)的前端通过支架(14)安装有摄像机(8)和LED灯(7)；单个导轨装置(2)的外侧前后端分别安装有前滚轮(1)和后滚轮(6)，单个导轨装置(2)的外侧壁中部通过支撑板安装有外吸盘装置(5)，所述水密耐压舱(3)的底部通过安装板(15)安装有内吸盘装置(4)，所述安装板(15)位于导轨装置(2)上，可沿着导轨装置(2)滑动。
2.如权利要求1所述的一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置，其特征在于：所述外吸盘装置(5)与内吸盘装置(4)的结构形式相同，其具体结构为：包括水下电机(10)，所述水下电机(10)的输出端安装旋转轴(12)，所述旋转轴(12)的头部安装涡轮(11)，所述旋转轴(12)上还安装有固定圆盘(13)，所述固定圆盘(13)成敞开式结构。
3.如权利要求1所述的一种用于深水重力坝维护检测的移步式水下装置，其特征在于：所述外吸盘装置(5)的整体尺寸小于内吸盘装置(4)的整体尺寸。
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